Atom Quruluşu və Elementlərin Dövri Cədvəli
Pendahuluan
Kimya dünyasında atom quruluşunu və elementlərin dövri cədvəlini anlamaq çox vacibdir. Bu iki aspektin hərtərəfli başa düşülməsi alimlərə maddənin müxtəlif xüsusiyyətlərini və davranışlarını izah etməyə imkan verir. Gündəlik həyatdakı təcrübələri, səbəbləri və qanunauyğunluqları anlamaq bizə kainatdakı kimyəvi reaksiyaları, fiziki xüsusiyyətləri və elementlərin davranışını proqnozlaşdırmağa imkan verdiyi kimi, atom quruluşunu və dövri cədvəli anlamaq da kainatdakı elementlərin kimyəvi reaksiyalarını, fiziki xüsusiyyətlərini və davranışını proqnozlaşdırmağa kömək edir.
Atom Quruluşu
Atomlar ətrafımızdakı hər şeyi təşkil edən maddənin əsas vahidləridir. Atomlar üç əsas subatom hissəcikdən ibarətdir: protonlar, neytronlar və elektronlar. Protonlar və neytronlar nüvəni, elektronlar isə elektron buludunda müəyyən orbitlərdə nüvə ətrafında fırlanır.
Proton
Protonlar atomun nüvəsində yerləşən müsbət yüklü hissəciklərdir. Nüvədəki protonların sayı elementin kimliyini, yəni atom nömrəsini müəyyən edir. Məsələn, karbon atomunda altı, oksigendə isə səkkiz proton var. Protonların da kütləsi bir atom kütlə vahidinə (u) yaxındır.
Neutron
Neytronlar atom nüvəsində olan yüksüz hissəciklərdir. Onların kütləsi protonlarla demək olar ki, eynidir. Atom yükünə təsir etməsələr də, nüvədəki neytronların sayı atomun sabitliyinə təsir göstərə və izotoplarını müəyyən edə bilər. İzotoplar eyni sayda proton, lakin fərqli sayda neytronlara malik elementin variantlarıdır.
elektron
Elektronlar atom nüvəsi ətrafında müəyyən orbitlərdə və ya enerji səviyyələrində fırlanan mənfi yüklü hissəciklərdir. Elektronların kütləsi proton və neytronlarla müqayisədə çox azdır. Atom daxilində elektronların paylanması və ya elektron konfiqurasiyası həmin elementin kimyəvi xüsusiyyətlərini müəyyən edir. Ən xarici elektronlar (valent elektronlar) kimyəvi rabitələrin əmələ gəlməsində mühüm rol oynayır.
Atom Modeli
Qədim dövrlərdən bəri elm adamları atomların quruluşunu izah etmək üçün müxtəlif modellər hazırlamışlar. Daltonun sadə atom modelindən tutmuş elektronları "kişmiş çörək" kimi təsəvvür edən Tomsonun atom nəzəriyyəsinə və atom nüvəsi anlayışını təqdim edən Rezerford modelinə qədər. Bu gün ən geniş qəbul edilən müasir atom modeli Ervin Şrödinger və Verner Heyzenberq tərəfindən təqdim edilən kvant mexaniki modeldir.
Kvant Mexanikası Modeli
Kvant mexaniki modeli atomun Bor modelinin təkmilləşdirilmiş versiyasıdır. Bu modeldə elektronlar müəyyən orbitlərdə deyil, üçölçülü fəzada elektron tapma ehtimalını təyin edən riyazi funksiyalar olan orbitallarda hərəkət edirlər. Bu orbitallar alt qabıqlar (s, p, d, f) kimi tanınan fərqli formalara və enerjilərə malikdir.
Elementlərin Dövri Cədvəli
Dövri cədvəl və ya dövri sistem, elementlərin atom nömrələrinə, elektron konfiqurasiyasına və kimyəvi xüsusiyyətlərinə əsaslanan düzülüşüdür. Bu gün bildiyimiz dövri cədvəl, müxtəlif tədqiqatçıların, xüsusən də Dmitri Mendeleyev və Henri Mozlinin təkmilləşdirmələrinin nəticəsidir.
Dövri Cədvəlin Tarixi
Dmitri Mendeleyev ilk dəfə 1869-cu ildə atom çəkisi (atom kütləsi) və kimyəvi xüsusiyyətlərinə əsasən dövri cədvəl tərtib edən rus kimyaçısı idi. Mendeleyev kəşf edilməmiş elementlərin mövcudluğunu və cədvəldəki mövqelərini proqnozlaşdırdı və bu, sonradan doğru olduğu sübut edildi. Henri Mozli sonradan elementləri atom nömrəsinə (proton sayı) görə daha dəqiq şəkildə düzərək Mendeleyev cədvəlini təkmilləşdirdi.
Dövri Cədvəl Quruluşu
Dövri cədvəl dövrlərə və qruplara bölünür.
dövr
Dövr, dövri cədvəldə üfüqi bir sıradır. Bir dövrdəki elementlərin elektron təbəqələrinin sayı eynidir və 1-dən (hidrogen və helium) 7-yə (transuran elementləri) qədər dəyişir.
Qrup
Qrup dövri cədvəldə şaquli sütundur. Bir qrupdakı elementlər eyni valent elektron konfiqurasiyasına malikdir və bu da onların oxşar kimyəvi xüsusiyyətlərə malik olmasına səbəb olur. Qruplar iki böyük hissəyə bölünür: əsas qrup (A qrupu) və keçid qrupu (B qrupu).
Əsas Sinif
Əsas qruplara qələvi metallar, qələvi torpaq metalları, halogenlər və nəcib qazlar kimi elementləri əhatə edən 1-ci (IA)-dan 18-ci (VIIIA) qruplar daxildir. Bu qruplardakı hər bir elementin kimyəvi xüsusiyyətləri valent elektronlarının sayı ilə müəyyən edilir.
– 1-ci Qrup: Qələvi: Hidrogen, litium, natrium, kalium və s. daxildir. Bunlar bir valent elektronu olan yüksək reaktiv metallardır.
– 2-ci Qrup: Qələvi Torpaq Metalları: Berillium, maqnezium, kalsium və s. daxildir. Onlar həmçinin yüksək reaktivliyə malikdirlər və iki valent elektrona malikdirlər.
– 17-ci Qrup: Halogenlər: Flüor, xlor, brom və s. daxildir. Onlar yeddi valent elektrona malik yüksək reaktivliyə malik qeyri-metallardır.
– 18-ci Qrup: Nəcib Qazlar: Helium, neon, argon və s. daxildir. Onlar inertdir və nadir hallarda reaksiyaya girirlər, çünki səkkiz tam valent elektrona malikdirlər.
Keçid Qrupu
Keçid qrupuna 3-cü qrupdan 12-ci qrupa qədər olan elementlər daxildir və bunlar ümumiyyətlə sərtlik, elektrik və istilik keçiriciliyi və yüksək ərimə nöqtələri kimi fərqli fiziki xüsusiyyətlərə malik metallardır. Bu elementlərin d və f alt qabıqlarında valent elektronları var.
Elementlərin Dövri Xüsusiyyətləri
Elementlərin dövri xüsusiyyətləri dövri cədvəldəki elementlərin davranışındakı tendensiyalar və ya nümunələrdir. Bəzi vacib dövri xüsusiyyətlərə aşağıdakılar daxildir:
Atom Radiusu
Atom radiusu nüvədən ən xarici elektrona qədər olan məsafədir. Atom radiusu bir dövrdə soldan sağa azalmağa meyllidir, çünki artan nüvə yükü elektronları daha da yaxınlaşdırır. Lakin, elektron qabıqlarının əlavə olunması səbəbindən bir qrup boyunca atom radiusu yuxarıdan aşağıya doğru artır.
İonlaşma Enerjisi
İonlaşma enerjisi, qaz halında olan bir atomdan elektronu çıxarmaq üçün tələb olunan enerjidir. İonlaşma enerjisi bir dövr ərzində soldan sağa artır, çünki daha güclü nüvə yükü elektronları daha güclü şəkildə cəlb edir. Əksinə, ionlaşma enerjisi bir qrup boyunca yuxarıdan aşağıya azalır, çünki xarici qabıqlardakı elektronlar nüvədən daha uzaqdadır və daha az sıx bağlıdır.
Elektromənfilik
Elektromənfilik bir atomun kimyəvi rabitədə elektronları cəlb etmək qabiliyyətidir. Elektromənfilik bir dövr ərzində soldan sağa artır və bir qrup boyunca yuxarıdan aşağıya doğru azalır.
Elektron Yaxınlığı
Elektron yaxınlığı, atomun elektron qazanması zamanı baş verən enerji dəyişikliyidir. Elektron yaxınlığı bir dövr ərzində soldan sağa daha çox mənfi, qrup üzrə isə yuxarıdan aşağıya daha az mənfi olmağa meyllidir.
Nəticə
Atom quruluşunun və elementlərin dövri cədvəlinin hərtərəfli anlaşılması kimya üçün əsasdır. Atom quruluşu subatom hissəciklərinin fundamental düzülüşünü və xüsusiyyətlərini anlamağa imkan verir, dövri cədvəl isə elementlərin xüsusiyyətlərini təsnif etmək və proqnozlaşdırmaq üçün bir çərçivə təmin edir. Hər iki aspekti anlamaqla biz yalnız maddə haqqında dərin bir fikir əldə etmirik, həm də bu bilikləri tədqiqat, sənaye və texnologiyada tətbiq etmək bacarığı əldə edirik.
